有关数控机床电气故障维修技术的探析

廉发波

【摘 要】数控机床是机电一体化的产物。但由于其技术的复杂性，多样性和多变性等技术特点，使得数控机床在使用中会出现许多的问题，归咎其原因；就在于数控机床的使用和保养、维修等相关知识确没有得到足够的重视。由此，产生的结果可能导致设备利用率低，故障繁多，使用寿命缩短，甚至可能影响生产，直到造成重大经济损失。在数控机床运行中，要根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并用必要检测手段，检查故障的部位和原因，从而提出有效的维修对策。就数控机床电气的故障诊断与维修进行探讨。

【关键词】数控机床；电气故障；诊断；维修

1.数控机床常见电气故障分类

数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。

（1）以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。

（2）以故障出现时有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。

（3）以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障，损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。

（4）以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。

（5）以机床的运动品质特性来衡量，则是机床运动特性下降的故障。在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。

2.数控机床电气故障的维护

数控机床种类多，各类数控机床因其功能，结构及系统的不同，各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色，具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况，并参照机床使用说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。以下是一些常见的日常维护保养。

2.1机床精度的维护

定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。所谓的软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；而所谓的硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮等。

2.2提高数控机床的利用率

数控机床如果较长时间闲置不用，当需要使用时，首先机床的各运动环节会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能，降低机床精度。所以应当提高数控机床的使用率和利用率。

2.3定期更换存储用电池

一般数控系统内对存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时信息丢失。

3.机床电气故障的诊断及维修

数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。

3.1参数检查法

数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。造成机床运行异常、程序中断、停机。此时，可通过校对、修正相关参数，甚至清除重新再输入的方法，使机床恢复正常工作。当然此法的前提条件是对数控机床的参数做了备份。另外，数控机床经过长期运行后，由于机械运动部件磨损，电器元件性能变化等原因，也需要对相关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。

3.2仪器检查法

使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中寻找可能的故障。例如用万用表检查各电源情况及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位的有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

3.3接口状态检查法

现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与 PLC 之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用 PLC 编程器调出.这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉 PLC编程器的应用。

【参考文献】

[1]李刚斌.数控机床维修实例分析[J].制造技术与机床，2007，04.

[2]侯晓方.数控机床电气故障诊断与维修.装备制造技术，2009，12.

[3]赵庆雨.浅谈数控机床电气故障的常用诊断方法[J].2009，06.

[4]李颖翰.数控机床的电气故障诊断与维修[J].中国新技术新产品，2009，07.